• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.465-469
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• 2019

본 논문에서는 콘크리트 바이브레이터에 Slotless BLDC (Brush Less Direct Current) 모터를 적용하기 위해 BLDC 모터의 토크 및 역기전력 식을 기반으로 하여 설계를 한다. 모터의 길이와 직경의 사이즈가 주어져 있으므로 중요한 파라미터는 공극자속밀도이다. 자기회로의 간략화를 통하여 공극자속밀도를 계산 하였으며, 토크, 역기전력 및 공극자속밀도 식을 기반으로 기초설계를 진행하여 모터의 형상을 결정 하였다. 이후 모터의 고정자의 외경 및 내경, 스택 길이, 속도를 고정값으로 설정한 후 모터의 직경 및 두께를 변수로 지정하여 유한요소법을 이용한 시뮬레이션을 통해 상세설계를 진행하였으며, THD(Total Harmonic Distortion)값이 작으면서 목표 토크 값 이상의 형상을 설계 및 시뮬레이션을 진행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.527-528
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• 2016

현재 전기자동차용으로 높은 출력 밀도와 넓은 속도 영역을 가지는 매입형 영구자석 전동기 (IPMSM)가 널리 사용되고 있다. 매입형 영구자석 전동기의 높은 돌극비는 큰 릴럭턴스 토크를 만들 수 있어 기저 속도 이하에서는 높은 토크를 보장한다. 하지만 고속 영역에서도 릴럭턴스 토크를 이용하여 출력을 보장하지만 큰 전류각, 즉 큰 음의 D-축 전류를 요구한다. 이는 전동기가 고속으로 갈수록 제어의 어려움으로 나타난다. 그러므로 D-축 인덕턴스의 변화에 따른 고속 영역에서 전류 지령치의 변화를 분석한다. 고속 영역에서 전류크기 및 전류각을 감소하고 정출력 범위를 증가시킬 수 있는 D-축 인덕턴스를 조사한다. 시뮬레이션을 통하여 출력을 검증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1087-1088
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• 2011

영구자석형 전동기는 높은 출력밀도를 가지므로 현재까지 많은 연구가 진행되어 왔다. 일반적으로 매입형 영구자석 동기전동기는 영구자석의 사용량이 많을수록 돌극비를 향상 시킬 수 있으므로 발생토크 성분 중 릴럭턴스 토크의 비중을 키울 수 있다. 이는 토크 발생 시 입력전류를 저감시켜 동손이 감소하고 효율을 증가시키는 효과를 기대할 수 있다. 본 논문에서는 매입형 영구자석 동기전동기의 등가자기회로법를 이용한 설계에 대해 다루고자 한다. 등가자기회로법은 계산시간이 빠르고 전동기 구성인자들의 영향을 신속하게 살펴 볼 수 있으므로 초기설계에 많이 사용된다. 본 논문에서는 등가자기회로법을 이용하여 공극자속밀도를 산정한 후 슬롯을 고려한 relative permeance, 그리고 무부하 역기전력을 산정하고 최종적으로 유한요소법을 이용하여 검증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.690_691
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• 2009

본 연구는 1kw급 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)의 회전자의 최적 형상 설계를 위하여 여러 가지 타입의 형상을 실험 및 시뮬레이션을 통해 공극자속밀도, 쇄교자속, 역기전력, 코깅토크, 정격점에서의 최대토크, 최대토크 전류 위상각의 특성을 비교하여 구동성능을 검토하였다. 본 연구를 통하여 비교한 모델은 1kw급 매입형 영구자석 동기전동기의 기초 특성 데이터로 유용하게 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.760-761
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• 2015

기어는 회전 기계 사이의 동력 전달을 위한 장치이며 현재 산업 전반의 통상적인 기어는 기계적 기어가 주류로서 형성되어 있다. 하지만 기계적 기어는 맞물린 톱니바퀴의 물리적 접촉에 의해 접촉 경계면의 마모 및 파손, 소음과 진동의 문제가 있으며 유지보수 비용 또한 크다. 따라서 최근 물리적 접촉이 없어 기계적 기어의 많은 문제를 해결할 수 있는 마그네틱 기어 (Magnetic Gear)에 대한 관심이 높아지고 있다. 마그네틱 기어는 영구자석에서 생성된 자계를 이용하여 비접촉 동력전달이 가능하며, 마찰손실 제거, 유지보수의 용이성, 매우 적은 소음 및 진동 등의 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 마그네틱 기어의 토크전달 방법과 형상변화에 따른 전달토크 특성을 2-D 유한요소해석법을 이용하여 해석하고 분석하고자 한다.

• 대한치과교정학회지
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• 제36권4호
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• pp.275-283
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• 2006

작은 크기의 교정용 미니임플랜트는 교정적 고정원으로 널리 이용되고 있다. 그러나 빈번히 탈락하는 단점이 있어 이를 개선하기 위해 안정성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 시도되어 왔다. 이 연구의 목적은 이중 피치와 직경에 관련하여 미니임플랜트의 안정성에 대한 기계적 성질을 비교 분석하는 것이다. 미니임플랜트의 길이는 8 mm였으며, 피치는 단일 피치형과 이중 피치형, 직경은 1.4 mm와 1.6 mm로 단일 피치형 1.4 mm, 단일 피치형 1.6 mm, 이중 피치형 1.4 mm, 이중 피치형 1.6 mm 등 총 4군으로 구성되었다. 각 군은 20개의 미니임플랜트로 구성되었고, 균일한 밀도의 polyurethane foam에 삽입 후 제거하였다. 시간에 따른 삽입 및 제거 토크의 변화와 각각의 최대 토크 등을 측정하여 기계적 성질을 비교 분석하였다. 이중 피치형은 단일 피치형보다 유의성 있게 더 낮은 최대 삽입 토크와 더 큰 최대 제거 토크를 보여주었다. 직경 1.6 mm는 1.4 mm보다 유의성 있게 더 큰 최대 삽입 토크와 최대 제거 토크를 보여주었다. 이중 피치형 1.4 mm군은 삽입 시에는 유의성 있게 가장 낮은 최대 삽입 토크를 보여주었으며 제거 시에는 단일 피치형 1.6 mm군보다 높거나 비슷한 최대 제거 토크를 보여주었다. 특히, 이중 피치형군은 최대 제거 토크 후 지속적으로 높은 제거 토크를 보여주었다. 미니임플랜트의 기계적 안정성은 이중 피치에 의해 향상될 수 있으며, 상부의 미세 나사산은 작은 직경에서도 풀림 토크에 저항하는 기계적 안정성을 향상시킬 수 있을 것으로 보인다.

• 한국융합학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.17-22
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• 2014

기계 가공에서 사용되는 엔드밀의 사용 시, 공작물과 엔드밀 사이에 발생되는 응력과 밀링기계의 회전력과 공작물 가공에 사용되는 압력으로 인한 세 가지 엔드밀 모델들의 구조적 변형들을 시뮬레이션 해석에 의해서 연구한다. 이 결과들은 구조 및 피로해석으로 이루어진다. 해석 결과, Model 1이 Model 2나 Model 3보다 덜 변형되는 것을 알 수 있다. 그리고 최대 등가응력은 Model 1이 다른 형상의 모델에 비하여 가장 작은 것을 확인할 수 있으며, 3개의 모델 중 Model 1이 다른 모델에 비하여 더 큰 힘을 견딜 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구의 결과를 엔드밀의 설계에 응용한다면, 그 파손 방지 및 내구성을 검토하는데 유용하게 활용될 것으로 사료된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.225-231
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• 2015

토크제어를 이용한 최대 출력 제어에서 얼마나 많은 풍력에너지를 전기에너지로 변환하는지 결정하는 파라미터 K는 블레이드 형상 변화. 공기 밀도 등으로 인하여 변동하게 된다. 이러한 파라미터 K가 최적의 값이 아니면 이는 출력의 손실까지 이어진다. 이렇게 변동하는 K로 인하여 최적의 K를 찾는 것이 풍력발전시스템의 손실을 줄이는 중요한 문제이다. 본 논문은 양방향 컨버터 제어와 토크제어를 사용한 풍력발전시스템을 고려하여 초기의 K를 이용하여 빠른 제어를 수행하고 칼만 필터를 이용한 기계적 출력을 추정하여 최대 출력 제어 알고리즘의 입력으로 다시 사용하여 결과적으로 최적의 최대 출력 제어 제어를 수행하는 적응 최대 출력 제어 알고리즘을 제안한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.416-422
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• 2001

BLDC (Brushless DC) 전동기는 선형적인 토크 대 전류, 속도 대 전압특성을 갖고 있으며 기계적 전기적인 잡음이 없고, 가감속 제어가 용이하며, 토크 대 관성의 비가 매우 높아 소형으로 높은 출력을 낼 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 전기자 전류의 전환 (Commutation)시 고정자 권선의 인덕턴스 성분과 역기전력으로 인해 발생되는 전류리플은 BLDC 전동기의 구동시 발생되는 토크리플의 중요한 원인이 되어, 고정밀 서보계통에 대한 응용에 큰 장애가 되고 있다. 본 논문에서는 퓨리에 시리즈계수를 사용한 새로운 전류제어 알고리즘을 개발하여 상전류 전환시 발생하는 전류리플을 최소화함으로서 토크리플을 현저히 감소 시켰으며, BLDC 전동기의 구동을 위해 널리 사용되고 있는 UNIPOLAR PWM 방식과 시뮬레이션 및 실험을 통해 비교함으로써, 새로운 알고리즘의 효용성을 입증하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.10-11
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• 2011

단일 회전자 전동기와 달리 동일한 크기에서 높은 출력 밀도와 높은 토크의 장점이 있는 이중 회전자 구조를 갖는 전동기는 공간적 제약을 받는 전기 자동차, 전기 이륜차 등의 분야에 활발히 연구되고 있다. 이중 회전자 구조를 갖는 전동기는 고 토크 운전을 위해 이중 인버터 운전 방식이 요구된다. 이때, 내부와 외부전동기의 역기전력이 다를 때 이를 고려하지 않고 운전한다면 발생하는 동손이 증가하여 운전효율 저하로 이어진다. 본 논문에서는 이중 회전자 구조를 갖는 3상 BLDC 전동기에서 내부와 외부전동기의 역기전력비(${\alpha}$)와 고정자 저항 비(${\beta}$)를 고려한 전류분배방식을 통해 동손을 최소화하는 최적운전 알고리즘을 제안하였다.